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O Big Bang pode não ter sido o único. O aparecimento de todas as partículas e radiações no universo pode ter sido acompanhado por outro Big Bang que inundou nosso universo com partículas de matéria escura. E podemos ser capazes de detectá-lo.
Na imagem cosmológica padrão, o universo primitivo era um lugar muito exótico. Talvez a coisa mais importante que aconteceu em nosso cosmos tenha sido o evento da inflação, que logo após o Big Bang levou nosso universo a um período de expansão extremamente rápida. Quando a inflação acabou, os exóticos campos quânticos que conduziram aquele evento decaíram, transformando-se no dilúvio de partículas e radiação que permanecem até hoje.
Quando nosso universo tinha menos de 20 minutos de idade, essas partículas começaram a se reunir nos primeiros prótons e nêutrons durante o que chamamos de nucleossíntese do Big Bang. A nucleossíntese do Big Bang é um pilar da cosmologia moderna, pois os cálculos por trás dela preveem com precisão a quantidade de hidrogênio e hélio no cosmos.
No entanto, apesar do sucesso de nossa imagem do universo primitivo , ainda não entendemos a matéria escura, que é a forma misteriosa e invisível de matéria que ocupa a grande maioria da massa no cosmos. A suposição padrão nos modelos do Big Bang é que qualquer processo que tenha gerado partículas e radiação também criou a matéria escura. E depois disso a matéria escura ficou por aí ignorando todos os outros.
Mas uma equipe de pesquisadores propôs uma nova ideia. Eles argumentam que nossas eras de inflação e nucleossíntese do Big Bang não estavam sozinhas. A matéria escura pode ter evoluído ao longo de uma trajetória completamente separada. Neste cenário, quando a inflação acabou, ela ainda inundou o universo com partículas e radiação . Mas não a matéria escura. Em vez disso, havia algum campo quântico restante que não decaiu. À medida que o universo se expandia e esfriava, esse campo quântico extra acabou se transformando, desencadeando a formação de matéria escura.
A vantagem dessa abordagem é que ela separa a evolução da matéria escura da matéria normal, de modo que a nucleossíntese do Big Bang pode prosseguir como a entendemos atualmente, enquanto a matéria escura evolui ao longo de uma trilha separada.
Essa abordagem também abre caminhos para explorar uma rica variedade de modelos teóricos da matéria escura , porque agora que ela tem uma trilha evolutiva separada, é mais fácil acompanhar os cálculos para ver como ela pode ser comparada às observações. Por exemplo, a equipe por trás do artigo conseguiu determinar que, se houve o chamado big bang escuro, isso aconteceu quando nosso universo tinha menos de um mês de idade.
A pesquisa também descobriu que o aparecimento de um Big Bang escuro liberou uma assinatura única de fortes ondas gravitacionais que persistiriam no universo atual. Experimentos em andamento, como matrizes de temporização de pulsar, devem ser capazes de detectar essas ondas gravitacionais, se existirem.
FONTES:
https://phys.org/news/2023-03-universe-dark-big.html
https://arxiv.org/pdf/2302.11579.pdf
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